Electrical Automation Control: Mga Tuntunin ng Industrial Control, Mga Tuntunin sa Instrumentasyon at Pagsukat

Electrical Automation Control: Mga Tuntunin ng Industrial Control, Mga Tuntunin sa Instrumentasyon at Pagsukat

Pang-industriya na Kontrol

Sarado - Loop Control

Ang isang pangunahing konsepto sa control theory, closed - loop control ay naiiba sa open - loop control sa pamamagitan ng pagpapakain ng kinokontrol na output pabalik sa input end upang maimpluwensyahan ang kontrol. Ang mekanismo ng feedback na ito ay nagpapahintulot sa output na bumalik sa input sa pamamagitan ng isang "side chain," na nagbibigay-daan sa input na kontrolin ang output. Ang pangunahing layunin ng closed - loop control ay upang makamit ang feedback - based na regulasyon.

I/O Points

Isang madalas na ginagamit na termino sa mga control system, ang I/O point ay tumutukoy sa Input/Output point. Ang mga input ay mga parameter ng pagsukat mula sa mga instrumentong pumapasok sa control system, habang ang mga output ay mga control parameter na ipinadala mula sa system patungo sa mga actuator. Ang sukat ng isang control system ay madalas na tinutukoy ng maximum na bilang ng mga I/O point na maaari nitong tanggapin.

Analog at Pagpapalit na Dami

Sa mga control system, ang mga parameter ay maaaring analog o switching quantity. Ang mga analog na dami ay patuloy na nag-iiba-iba ng mga halaga sa loob ng isang partikular na hanay, gaya ng temperatura o presyon. Gayunpaman, ang mga pagpapalit ng dami, ay may dalawang estado lamang, tulad ng mga status ng on/off ng switch o relay.

Control Loop

Para sa analog na kontrol, inaayos ng controller ang isang output batay sa isang input gamit ang mga partikular na panuntunan at algorithm, na bumubuo ng control loop. Ang mga control loop ay maaaring bukas - o sarado - loop. Sarado - loop control, o feedback control, ay ang pinakakaraniwang uri, kung saan ang output ay ibinabalik sa input para sa paghahambing sa itinakdang halaga.

Dalawang - Posisyon Control

Ang pinakasimpleng paraan ng kontrol ng feedback, na kilala rin bilang kontrol ng switch. Nagti-trigger ito ng switching signal kapag ang nasusukat na halaga ay umabot sa maximum o minimum. Kahit na ang sinusukat na halaga ay maaaring analog, ang control output ay digital. Ang pamamaraang ito ay karaniwang ginagamit sa mga pang-industriyang thermoregulator at level switch.

Proporsyonal na Kontrol

Ang output ng controller ay proporsyonal sa paglihis sa pagitan ng sinusukat na halaga at ng itinakdang halaga o reference point. Ang proporsyonal na kontrol ay nagbibigay ng mas maayos na regulasyon kaysa sa kontrol ng dalawang posisyon at inaalis ang mga isyu sa oscillation na nauugnay sa kontrol ng dalawang posisyon.

Integral Control

Sa integral na kontrol, ang pagbabago sa kinokontrol na variable ay nauugnay sa oras na kinakailangan para maging epektibo ang output ng control system. Ang output ng actuator ay unti-unting umabot sa itinakdang halaga. Ang pamamaraang ito ng kontrol ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng pagkontrol sa temperatura.

Derivative Control

Ang derivative na kontrol ay karaniwang ginagamit kasama ng proporsyonal at integral na kontrol. Pinapayagan nito ang control system na tumugon sa mga paglihis nang mas mabilis, na pumipigil sa matamlay na mga tugon ng system. Kasama ng proporsyonal at integral na kontrol, tinutulungan nito ang kinokontrol na variable na maabot ang isang matatag na estado nang mas mabilis nang walang oscillation.

Kontrol ng PID

Depende sa mga partikular na kinakailangan ng control system, ang mga paraan ng kontrol ay maaaring P (Proportional), PI (Proportional - Integral), PD (Proportional - Derivative), o PID (Proportional - Integral - Derivative) na kontrol. Ang kontrol ng PID ay ang pinakakaraniwang control mode sa mga control system.

Delay Control

* Karaniwang ginagamit sa pagpapalit ng mga application ng kontrol, ang delay control ay nagpapakilala ng pagkaantala ng oras sa pagitan ng pagbabago ng estado ng switch at ang pagkilos ng output ng controller. Halimbawa, sa mga linya ng produksyon, ang mga proximity switch ay kadalasang nangangailangan ng pagkaantala ng ilang segundo bago magsimulang gumana ang susunod na roller pagkatapos maiposisyon ang isang workpiece.

Interlock Control

* Madalas na ginagamit sa paglipat ng mga senaryo ng kontrol, ang interlock control ay nagtatatag ng mga ugnayan sa pagitan ng mga switch. Halimbawa, maa-activate lang ang switch C kapag parehong bukas ang switch A at B, o dapat bumukas ang switch C kapag bumukas ang switch A. Ang interlock control ay karaniwan sa kaligtasan - mga kritikal na aplikasyon, tulad ng vent valve sa isang reaktor, na dapat bumukas kaagad kapag ang presyon ay umabot sa isang tiyak na antas.

Kontrol sa Elektrisidad

* Tumutukoy sa mga control system kung saan nakakamit ang output sa pamamagitan ng mga de-koryenteng dami o electronic signal, na nagta-target ng mga electrically driven na bahagi tulad ng mga relay, solenoid valve, at servo driver. Karamihan sa mga awtomatikong control system ay nagsasama ng mga elemento ng electric control.

Hydraulic Control

* Ang mga hydraulic control system ay ginagamit sa mga pagpapatakbo ng makina at kagamitan, lalo na sa tuluy-tuloy na mga application ng kontrol sa bilis. Ang hydraulic control ay madalas na pinagsama sa electric servo control upang bumuo ng lubos na mahusay at tumpak na mga electro-hydraulic actuator.

Pneumatic Control

* Ang mga sistema ng kontrol ng pneumatic ay ginagamit sa iba't ibang mga sitwasyon. Gumagamit sila ng naka-compress na hangin bilang pinagmumulan ng kapangyarihan para sa paghahatid ng signal o pag-andar. Ang naka-compress na hangin ay malawakang ginagamit sa mga pabrika dahil sa pagkakaroon nito, kalinisan, kaligtasan, at simpleng paggana ng kontrol, na ginagawang pangkaraniwan ang mga pneumatic tool sa maraming linya ng produksyon.

Interpolation

* Ang interpolation ay ang proseso kung saan tinutukoy ng machine tool CNC system ang tool path gamit ang isang partikular na paraan. Kabilang dito ang pagkalkula ng mga intermediate point sa pagitan ng mga kilalang data point sa isang curve, na kilala rin bilang "data point densification." Binubuo ng CNC system ang kinakailangang contour trajectory sa pamamagitan ng densifying ang data sa pagitan ng simula at end point ng isang segment ng programa.

Posisyon, Bilis, at Kasalukuyang Mga Loop

* Ang konsepto ng mga loop ay nagsasangkot ng paggamit ng feedback upang mapahusay ang katatagan at pagganap ng mga system ng aplikasyon.

* Ang kasalukuyang kontrol ng loop ay naglalayong i-regulate ang boltahe sa pamamagitan ng paggamit ng kasalukuyang pagpapadala ng signal upang mabayaran ang mga pagkalugi, pagbaba ng boltahe, at ingay sa panahon ng paghahatid ng boltahe.

* Ang kaugnayan sa pagitan ng bilis at posisyon ay batay sa formula: distansya = bilis × oras. Ang tuluy-tuloy na pagkakaiba-iba ng bilis sa isang agwat ng oras ay nagreresulta sa integral ng bilis sa pagitan ng iyon, na tumutugma sa distansyang nilakbay (posisyon).

* Ang relasyon sa pagitan ng bilis at kasalukuyang ay tinukoy sa pamamagitan ng: bilis = acceleration × oras. Ang acceleration ay nakasalalay sa inilapat na kasalukuyang, at ang integral ng acceleration sa isang agwat ng oras ay nagbubunga ng madalian na bilis.

* Sa torque control mode, ang servo motor ay umiikot sa isang set torque sa pamamagitan ng pagpapanatili ng pare-parehong output mula sa kasalukuyang loop. Kung ang panlabas na load torque ay katumbas o lumampas sa nakatakdang output torque ng motor, ang output torque ng motor ay nananatiling pare-pareho, at ang motor ay sumusunod sa paggalaw ng pagkarga. Sa kabaligtaran, kung ang panlabas na load torque ay mas mababa kaysa sa nakatakdang output torque ng motor, ang motor ay patuloy na bumibilis hanggang sa maabot nito ang maximum na pinapayagang bilis ng motor o drive, kung saan ang isang alarma ay na-trigger at ang motor ay huminto.

* Sa velocity mode, nakatakda ang bilis ng motor, at ang bilis ng feedback mula sa encoder ng motor ay bumubuo ng closed-loop control system. Ang layunin ay upang matiyak na ang aktwal na bilis ng servo motor ay tumutugma sa itinakdang bilis.

* Ang control output ng velocity loop ay nagsisilbing torque - mode current - loop torque setpoint. Sa position control mode, ang position setpoint na ibinigay ng host computer at ang position feedback signal mula sa encoder ng motor o ang direct position measurement feedback mula sa equipment ay inihahambing upang bumuo ng position loop. Tinitiyak nito na ang servo motor ay gumagalaw sa nakatakdang posisyon. Ang output ng position loop ay ipinapasok sa velocity loop bilang velocity - loop setpoint. Kaya, ang torque - control mode ay gumagamit ng kasalukuyang - control loop bilang ang pinakapangunahing layer. Ang velocity - control loop ay binuo sa kasalukuyang - control loop, at ang position - control loop ay binuo sa parehong velocity - at kasalukuyang - control loops.

Mga Tuntunin sa Instrumentasyon at Pagsukat

Saklaw

Isang tuluy-tuloy na agwat ng isang dami na tinukoy ng upper at lower limit.

Saklaw ng Pagsukat

Ang hanay ng mga sinusukat na halaga kung saan makakamit ng instrumento ang tinukoy na katumpakan.

Mas Mababang Limitasyon sa Hanay ng Pagsukat: Ang pinakamababang nasusukat na halaga kung saan makakamit ng instrumento ang tinukoy na katumpakan.

Measuring Range Upper Limit: Ang maximum na nasusukat na halaga kung saan makakamit ng instrumento ang tinukoy na katumpakan.

Span

Ang algebraic na pagkakaiba sa pagitan ng upper at lower limits ng isang range. Halimbawa, kung ang saklaw ay mula -20°C hanggang 100°C, ang span ay 120°C.

Katangian ng Pagganap

Mga parameter na tumutukoy sa paggana at kakayahan ng isang instrumento at ang kanilang mga quantitative expression.

Katangian ng Pagganap ng Sanggunian: Ang katangian ng pagganap na nakamit sa ilalim ng reference na mga kondisyon ng pagpapatakbo.

Linear Scale

Isang iskala kung saan ang spacing sa pagitan ng mga dibisyon ng scale at ang mga katumbas na sinusukat na halaga ay may pare-parehong proporsyonal na relasyon.

Nonlinear na Scale

Isang iskala kung saan ang spacing sa pagitan ng mga dibisyon ng scale at ang mga katumbas na sinusukat na halaga ay may hindi pare-parehong proporsyonal na relasyon.

Pinigilan - Zero Scale

Isang sukatan kung saan ang saklaw ng sukat ay hindi kasama ang halaga ng sukat na tumutugma sa zero na halaga ng sinusukat na dami.

Pinalawak na Scale

Isang sukat kung saan ang isang hindi katimbang na bahagi ng haba ng sukat ay inookupahan ng isang pinalawak na seksyon ng sukat.

Scale

Isang hanay ng mga nakaayos na marka ng sukat at nauugnay na mga numero na bahagi ng isang tagapagpahiwatig na aparato.

Saklaw ng Scale

* Ang hanay na tinukoy ng simula at pagtatapos ng mga halaga ng sukat.

Markahan ng Scale

* Isang marka sa nagpapahiwatig na aparato na tumutugma sa isa o higit pang partikular na mga nasusukat na halaga.

Zero Scale Mark

* Ang marka ng iskala o linya sa iskala na katumbas ng zero value ng sinusukat na dami.

Scale Division

* Ang bahagi ng sukat sa pagitan ng alinmang dalawang magkatabing marka ng sukat.

Halaga ng Scale Division

* Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga sinusukat na halaga na tumutugma sa dalawang magkatabing marka ng sukat.

Scale Division Spacing

* Ang distansya sa pagitan ng mga gitnang linya ng alinmang dalawang magkatabing marka ng sukat sa haba ng sukat.

Haba ng Scale

* Ang haba ng segment ng linya, totoo man o haka-haka, na dumadaan sa mga midpoint ng lahat ng pinakamaikling marka sa pagitan ng mga marka ng simula at pagtatapos.

Scale Start Value

* Ang sinusukat na halaga na tumutugma sa marka ng panimulang sukat.

Scale End Value

* Ang sinusukat na halaga na tumutugma sa marka ng sukat sa dulo.

Pagnunumero ng Scale

* Ang hanay ng mga numero sa sukat na tumutugma sa mga sinusukat na halaga na tinukoy ng mga marka ng sukat o nagpapahiwatig ng pagkakasunud-sunod ng mga marka ng sukat.

Zero ng isang Measuring Instrument

* Ang direktang indikasyon ng isang instrumento sa pagsukat kapag ang lahat ng auxiliary na enerhiya na kinakailangan para sa operasyon nito ay inilapat at ang sinusukat na halaga ay zero.

 * Sa mga kaso kung saan ang instrumento sa pagsukat ay gumagamit ng auxiliary power, ang terminong ito ay karaniwang tinutukoy bilang "electric zero."

 * Kapag ang instrumento ay hindi gumagana dahil sa kawalan ng anumang pantulong na enerhiya, ang terminong "mechanical zero" ay kadalasang ginagamit.

Instrument Constant

* Isang koepisyent kung saan ang direktang indikasyon ng isang instrumento sa pagsukat ay dapat na i-multiply upang makuha ang sinusukat na halaga.

Kurba ng Katangian

* Isang curve na nagpapakita ng functional na relasyon sa pagitan ng steady - state na output value ng isang instrumento at isang input quantity, kasama ang lahat ng iba pang input quantity na pinananatili sa mga tinukoy na constant value.

Tinukoy na Kurba ng Katangian

* Ang curve na nagpapakita ng functional na relasyon sa pagitan ng steady - state na output value ng isang instrumento at isang input quantity sa ilalim ng mga tinukoy na kundisyon.

Pagsasaayos

* Isinasagawa ang mga operasyon upang matiyak na ang instrumento ay nasa normal na kondisyon ng pagtatrabaho at upang maalis ang mga paglihis para sa wastong paggamit.

 * **Pagsasaayos ng User**: Ang mga pagsasaayos na pinapayagang gawin ng user.

Pag-calibrate

* Ang pagpapatakbo ng pagtatatag, sa ilalim ng tinukoy na mga kundisyon, ang kaugnayan sa pagitan ng mga halaga na ipinahiwatig ng isang instrumento o sistema ng pagsukat at ang mga kaukulang kilalang halaga ng sinusukat na dami.

Calibration Curve

* Isang kurba na nagpapakita ng kaugnayan sa pagitan ng nasusukat na dami at ng aktwal na nasusukat na halaga ng instrumento sa ilalim ng mga tinukoy na kundisyon.

Ikot ng pagkakalibrate

* Ang kumbinasyon ng upward calibration curve at pababang calibration curve sa pagitan ng mga limitasyon ng calibration range ng isang instrumento.

Talahanayan ng Pag-calibrate

* Isang tabular na representasyon ng curve ng pagkakalibrate.

Traceability

* Ang pag-aari ng isang resulta ng pagsukat na maaaring maiugnay sa mga naaangkop na pamantayan (karaniwan ay mga internasyonal o pambansang pamantayan) sa pamamagitan ng walang patid na hanay ng mga paghahambing.

pagiging sensitibo

* Ang quotient ng pagbabago sa output ng instrumento at ang kaukulang pagbabago sa dami ng input.

Katumpakan

* Ang antas ng pagkakapare-pareho sa pagitan ng indikasyon ng instrumento at ang tunay na halaga ng sinusukat na dami.

Klase ng Katumpakan

* Ang pag-uuri ng mga instrumento ayon sa kanilang katumpakan.

Mga Limitasyon ng Error

* Ang maximum na pinahihintulutang error ng isang instrumento ayon sa tinukoy ng mga pamantayan o teknikal na detalye.

Pangunahing Error

* Ang error ng isang instrumento sa ilalim ng mga kondisyon ng sanggunian.

Pagkakasundo

* Ang antas ng pagkakapare-pareho sa pagitan ng karaniwang kurba at ang tinukoy na kurba ng katangian (tulad ng tuwid na linya, logarithmic curve, parabolic curve, atbp.).